JPH0221673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の対象 本発明はシート積層法を用いて多層セラミツク
基板を製造する場合に最適なセラミツク基板製造
方法に係り、特に製造工程における位置決め位置
の精度向上が考慮されたセラミツク基板製造方法
に関する。

従来技術 多層セラミツク基板の製造方法として、グリー
ンシートに穴あけ、穴内導体充填、配線パタン印
刷を行なつた多数枚のグリーンシートを積層接着
するいわゆるシート積層法がある。本方法を用い
て、超高密度の配線パタンの基板を製造するに
は、製造工程における各種位置決めを精度よく行
うことがキーポイントとなる。

従来、この位置決めは、グリーンシートの端面
を位置決めブロツクに突当てる、或はグリーンシ
ートに打抜いたガイド穴を各工程の位置決めテー
ブルのガイドピンに挿入することにより行なつて
いた。第１図に後者の位置決め方法を採用したば
あいの多層セラミツク基板の製造方法を示す。

先ず、第１図ａのようにグリーンシート１にガ
イド穴２を打抜く。次に、第１図ｂのようにビア
ホール打抜き型の下型３のガイドピン４にシート
１のガイド穴２を挿入して位置決めを行い、シー
ト１の所定位置にビアホール５を打抜く。※ビア
ホールの形成は型による打抜きの他に、NCボー
ル盤を用いて所定位置に穿孔する方法もよく知ら
れており、その位置決め方法は本例と同様であ
る。

次に、上記ビアホールに導体ペーストを充填す
る。導体ペーストは、Mo或はＷの粉末に有機バ
インダと溶剤を加えペースト状にしたものを用い
る。導体ペーストの充填は、スクリーン印刷法、
真空吸引法等の周知の方法を用いて行う。スクリ
ーン印刷法を例にとつて説明すると、第１図ｃに
示す如く導体充填装置の位置決めテーブル６のガ
イドピン７へシート１のガイド穴２を挿入して位
置決めを行つて、スクリーンの開口部（図示省
略）に導体ペーストを充填すべきビアホール位置
が合致するように配置し導体ペースト８を充填し
ていた。

次に第１図ｄに示す如く、導体充填と同様にス
クリーン印刷法を用いて配線パタン９を印刷す
る。

次に、第１図ｅの如く配線パタンの印刷の終つ
たシートを所定枚数積層した後、加熱加圧して接
着し一体化する。このとき、各シート間の位置決
めを行うために、積層治具１０のガイドピン１１
に、シート１のガイド穴２を挿入して行う。

次に第１図ｆの如く、接着により一体化したシ
ート１２のガイド穴１３を、製品打抜き型の下型
１５のガイドピン１６に挿入し、点線１７で外形
を示した製品部１８を打抜く。その後、周知の方
法で焼結を行い、表裏の導体にNi、Auめつき等
を施し、導体を完成する。

以上、第１図に説明してきたように、従来の製
造方法では、グリーンシートに打抜いたガイド穴
を、各工程の位置決めテーブルのガイドピンに挿
入し、位置決めを行なつてきた。しかし、グリー
ンシートは、周知のように、アルミナ等のセラミ
ツク原材料粉末を有機バインダを用いて供給し、
シート状に成形したものであるために、工程途中
において変形しやすく、またガイド穴をガイドピ
ンに挿入、離脱を繰返すことにより、ガイド穴も
形崩れを生じる。

このため、位置決め精度は、±0.1mm程度が限度
であり、この位置決め精度の悪さが超高密度の大
型積層基板を製造するときの障害となつていた。
例えば、スクリーン印刷法によるビアホール導体
充填工程において、スクリーンの開口部とシート
のビアホール位置との間に位置ずれが生じると導
体ペーストの充填は完全には行なわれない。すな
わち、第２図に示すように、シート１のガイド穴
２に形崩れ１９が生じ、シート１が、穴埋め装置
の位置決めテーブル３に対して位置ずれを生じた
状態でセツトされると、スクリーン２０の開口部
２１とシート１のビアホール５の間に位置ずれが
生じる。このような状態でスキージ２２の移動に
より導体ペースト８をスクリーン２０の開口部２
１を通してシート１のビアホール５に吐出すると
充分な吐出量が得られなく導体ペーストはビアホ
ールの途中で停止してしまう。このような不完全
充填導体ペースト２３は積層接着、焼結後に基板
のオープン不良の原因となる事は明らかである。

次に、積層接着工程において、シート間に位置
ずれが生じたために支障が生じたばあいの例を、
第３図に示す。すなわち、シート１とシート１Ａ
の間に位置ずれが生じたため、シート１のビアホ
ール２４とシート１Ａのビアホール２４Ａの間に
導通がとれないで、オープン不良（不良箇所２
５）が生じる。また、シート１Ａとシート１Ｂの
位置ずれのために、シート１Ｂのビアホール２４
Ｂとシート１Ａの配線ライン２６Ａとの間にシヨ
ート不良（不良箇所２７）が生じている。

発明の目的 本発明の目的は、積層法による多層セラミツク
基板のビアホール内導体充填、配線パタン印刷、
積層接着工程におけるグリーンシートの位置決め
精度を大巾に向上し、超高密度の多層基板を製造
することができるセラミツク基板製造方法を得る
ことにある。

発明の総括的説明 本発明のセラミツク基板製造方法では、位置決
め位置にあるテーブル上へ搭載されたシートの少
なくとも２ケ所に設けた基準マークの像をモニタ
テレビ上に映し出し、このテレビの所定位置に来
るべくテーブルを微調整した後に固定し、次いて
テーブルを作業位置まで移動してシートビアホー
ル内への導体充填、配線パタン印刷、積層接着等
の作業を行うことにより各種作業時のシート位置
決めを正確にするようになつている。

発明の実施例 本発明の実施例を、第４〜１０図に示す。

第４図は、ビアホール穴あけの終了したグリー
ンシート１を示す。穴あけは、打抜き型或はNC
ボール盤等を用いて行う。穴位置精度は±0.01mm
以内に抑えることが可能である。このとき、次工
程で位置決めの基準穴となる穴も同時に穿孔して
おく。実施例では、NCボール盤を用い直径0.2mm
のビアホール５と基準マークとしての直径0.2mm
の基準穴２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄを0.3
mm厚さのグリーンシートの４隅に同時に穿孔し
た。穴間の位置精度は±0.01mmである。

次に第５図には本発明の実施例によるビアホー
ルへの導体ペースト充填方法を実施するための装
置の要部が示されており、位置決めテーブル２９
はその頂面にシートを搭載してＸ、Ｙ、Ｏ方向に
それぞれ微調整移動可能であり、調整後は固定で
きるようになつている。このためには例えばテー
ブル２９が載置されているテーブルベース１２９
とテーブル２９が微調整相対移動可能とすること
ができる。なお、テーブル２９は図示しない真空
吸引装置でシートをテーブル頂面へ吸引固定でき
るようになつている（第５図ではテーブル２９上
にダミーシート３０が吸引固定されている）。

またテーブルベース１２９は軸心が水平とされ
たガイドレール３１に案内されて第５図図示状態
である位置決め位置ａから、右方向へ作業位置ｂ
まで移動可能となつている。この作業位置ｂでは
上下動されるスクリーン３２の直下に配置され、
スクリーン３２が降下密着して開口部１３２がシ
ートのビアホールと合致し、導体ペースト３３が
スキージ３４の横移動で開口部３２を通してシー
トのビアホールへ押込まれるようになつている。
スクリーン３２の開口部１３２は第４図のビアホ
ール５及び基準穴２８Ａ〜２８Ｄと同一のパター
ンである。

前記位置決め位置にあるテーブル２９の上方に
は４個の撮像管３５Ａ〜３５ＤがXY方向に微動
可能でテーブル２９のシート上の基準マークをモ
ニタテレビ３６のブラウン管上へ映し出すように
配置されており、ブラウン管上では４個の撮像管
３５Ａ〜３５Ｄからの映像が４分割されてそれぞ
れ映し出されている。この４分割されたブラウン
管３７Ａ〜３７Ｄ上にはそれぞれ水平、垂直方向
各２本のカーソル線３９が別個に垂直、水平移動
できるようになつている。

次に、本発明の実施例に従つて、ビアホール内
に導体ペーストを充填する方法を第５図を用いて
説明する。最初に、スクリーン位置の検出方法に
ついて述べる。シートの位置決め位置ａに停止し
た位置決めテーブル２９に、スクリーン３２の位
置を検出するためのダミーシート３０を搭載し、
真空吸引によりテーブル２９に固定する。次に、
導体充填装置のガイドレール３１に沿つてテーブ
ル２９を作業位置ｂに送り込む。次にスキージ３
４を用いて、導体ペースト３３をスクリーン３２
の開口部１３２を通してダミーシート３０上に印
刷し、再びテーブル２９を位置決め位置ａに戻
す。

次に、基準マークである位置決め用基準穴２８
Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄに対応する印刷パタ
ン３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの上方に、位
置検出用の撮像管３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５
Ｄが来るようにする。撮像管３５Ａ，３５Ｂ，３
５Ｃ，３５Ｄに撮像された印刷パタン３４Ａ，３
４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄのそれぞれの像３８Ａ，３
８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄが、モニタテレビ３６のブ
ラウン管上に４分割された領域３７Ａ，３７Ｂ，
３７Ｃ，３７Ｄのほゞ中央に来るように、撮像管
３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄの位置をXY方
向に個々に調整し、ロツクする。次に、ブラウン
管上の各領域３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄご
とに設けた水平方向２本、垂直方向２本のカーソ
ル線３９を移動させ、印刷パタンの像３８Ａ，３
８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄをを上下左右より囲む。本
実施例では、100倍の像が12インチのブラウン管
上に映し出されるようにした。走査線の間隔はブ
ラウン管上で約0.6mmであるから、解像度は0.006
mmあり、±0.01mmの精度で、基準穴の印刷パタン
の位置をブラウン管上にカーソル線で固定するこ
とができる。

次に、ビアホールの穿孔された製品シートに導
体充填を行う手順について述べる。製品シートの
端面又はガイド穴（図示されていない）を用いて
製品シートを、第５図の位置決め位置ａにある位
置決めテーブル２９に、概略の位置決めをして搭
載し真空吸引にて固定する。このときブラウン管
上に映し出された基準穴２８Ａ，２８Ｂ，２８
Ｃ，２８Ｄの像は、第６図に示すように、４０
Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄとなり、それぞれ対
応するカーソル線３９の中心位置から、ずれてい
る。次に、このずれを補正するために、ブラウン
管上に基準穴の像４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０
Ｄをみながらそれぞれ対応するカーソル線の中央
にくるように、テーブル２９を微動させ、位置出
しが終了した時点でブロツクする。第７図に位置
決めが完了した状態の映像を示す。

次にテーブル２９を、導体充填作業位置ｂに搬
送し、定位置に停止させて導体充填を行う。続い
て、テーブル２９を再び位置決め位置ａに搬送
し、導体充填の完了したシートを取り出す。この
ように本発明の位置決め方法を採用し、テーブル
２９の送り精度を0.01範囲内に抑えることによ
り、±0.01mmの精度でスクリーンとシートの位置
合せが可能となつた。

次に配線パタンの印刷を行うが、配線パタン印
刷は、導体充填装置と全く同じ装置（スクリーン
３２のみを変更）を用いて行うことができるた
め、配線パタンはシートの基準位置に対して±
0.01mmの位置決め精度で印刷が可能であつた。

これにより、ビアホール導体とこれに隣接する
配線ラインの端面間距離が0.1mmのような超高密
パタンの多層セラミツク基板の製造が可能となつ
た。

次に積層接着方法の実施例を第８〜１０図に従
い説明する。この積層装置は前記導体充填装置と
同様に構成される位置決めテーブル４１を用い、
このテーブル４１が同様にガイドレール３１に沿
つて位置決め位置ａから積層作業位置ｂまで移動
可能となつている。この作業位置ｂではベース４
２上に立設された４本のガイドポスト４３に案内
されてヘツド部４４が垂直に上下動するようにな
つている。このヘツド部４４の下面４５は真空吸
引でシートを吸着できる。

なお位置決め位置ａ上に４個の撮像管３５Ａ〜
３５Ｄが配置され、それぞれモニタテレビと接続
されている状態は前記各実施例と同様である。

次にこの積層装置を用いた積層作業を説明する
が位置決めの原理は、導体充填装置の場合と同様
で、シート１を１枚ずつ順次、位置決め位置にあ
るテーブル４１に固定し、基準穴２８Ａ〜２８Ｄ
をブラウン管上に撮像して、定位置にくるよう
に、テーブル４１の位置調整を行い、ロツクした
のち、積層作業位置ｂに搬送して、積層接着を行
うものである。順を追つて説明すると、まず、第
１番目のシート１をその端面又はガイド穴（図示
していない）を用いて、位置決め用テーブル４１
に概略位置出しをして搭載し、真空吸引によりテ
ーブル４１に固定する。導体充填装置と同様シー
ト１の基準穴２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄの
上方に、撮像管３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ
をそれぞれ移動し、モニタテレビのブラウン管
（図示していない）上へ基準穴２８Ａ，２８Ｂ，
２８Ｃ，２８Ｄの像を映し出す。次に、各基準穴
の像を、垂直方向２本、水平方向２本のカーソル
線を用いて、ブラウン管上に固定する。次に、シ
ート１を真空吸引した状態で位置決めテーブル４
１を積層作業位置ｂに搬送し、第９図に示すよう
に定位置に停止させる。次に積層装置のヘツド部
４４をガイドポスト４３に沿つて下降させ、ヘツ
ド下面４５が、シート１の上面を軽く圧した状態
で停止させる。

この状態で、テーブル４１による真空吸引を遮
断し、ヘツド部４４を真空吸引状態にして、シー
ト１をその下面４５に吸引する。続いて、ヘツド
部４４を上方に後退させ、テーブル４１を位置決
め位置ａに後退させる。

次に、２番目のシートを１番目のシート下に位
置決めをして積層する手段について述べる。２番
目のシートを位置決め位置ａにあるテーブル４１
上に概略位置出しをして固定する。シートの４隅
望しくは製品領域外に仮接着用の接着剤をはけ塗
り又はスプレーしておく。次に、シートの４ケの
基準穴の像をブラウン管上に映し出し、それぞれ
ブラウン管上に固定された１番目のシートの基準
穴位置を指示するカーソル線の中央にくるよう
に、Ｘ、Ｙ、Ｏ方向にテーブル４１を微調整しロ
ツクする。次に、テーブル４１を積層作業位置ｂ
に搬送し、ヘツド４４を下降し、ヘツド下面４５
に吸引された１番目のシートの下面が、２番目の
シートの上面を軽く圧する状態で停止される。こ
の状態で、テーブル４１の真空吸引を遮断し、ヘ
ツド４４を上昇させると、２番目のシートは１番
目のシートの下面に接着され上昇する。続いてテ
ーブル４１を位置決め位置ａに搬送し、上記と同
様の手段で３番目、４番目…のシートを順次、所
定枚数の装着が完了するまで積層接着する。

第１０図に、１番目のシート１と２番目のシー
ト１Ａの接着を終り、３番目のシート１Ｂを位置
決め位置ａにあるテーブル４１に装着した状態を
示す。以上の説明からわかるように、本発明に従
えば、位置決め精度は、基準穴の位置精度、その
解像度、ブラウン管上のカーソル線に対する合わ
せ精度、積層装置の機械精度によつて決り、シー
ト間の位置ずれ誤差を±0.01〜±0.02mmに制御し
た積層接着が可能となる。

積層接着の終つたシートは、ヘツド部４４の真
空吸引を遮断して、積層装置から取出す。この状
態では接着剤による仮接着の状態であるから、ホ
ツトプレスを用いて加熱加圧し一体化する。次い
で基準穴をガイドに製品部分を切出し、焼結炉に
て焼結する。その後Niめつき、Auめつき等の表
明処理を施して基板を完成する。

このように各実施例ではグリーンシートの端面
を装置の位置決めブロツクに突当てたり、或はグ
リーンシートのガイド穴を装置のガイドピンに挿
入する必要はない。従つて、グリーンシートの端
面或はガイド穴が損傷することにより位置決め精
度を悪くすることはない。

また、グリーンシートの基準穴の像を常にブラ
ウン管上に映し出し、その位置を確認して作業を
行うため、シートの変形などにより基準穴位置に
狂いを生じたものは、予め作業前に不良品として
排除することができる。

また、シートの経済的な収縮のために基準穴位
置が許容範囲内で狂いを生じたばあいには、基準
穴をシートの４隅に設け、ブラウン管上の設定位
置からのずれを上下左右均等に配分することによ
り、位置ずれ誤差を最小限に抑えることができ
る。従来のガイド穴、ガイドピン方式では、シー
ト全体が一方向に平行移動したり、回転すること
による位置誤差を除去することが不可能であつた
が、本方法では、平行移動、回転等による位置決
め誤差は、ブラウン管上で位置確認を行うため、
最小限に抑えることができる。

なお、上記各実施例は本発明がビアホールへの
導体充填、配線パタン印刷、積層接着へ全て適用
された説明をしたが、本発明は上記作業のうちい
ずれか一の作業へのみ用いることも当然可能であ
る。

発明の効果 以上説明した如く本発明ではシートが搭載され
たテーブルを位置決め位置から作業位置まで移動
可能とし、位置決め位置ではシートの少なくとも
２ケ所に設けた基準マークの像をモニタテレビ上
に映し出し、このテレビ上の所定位置に来るべく
テーブルを微調整した後に固定し、次いで作業位
置まで移動してシートビアホール内への導体充填
等の作業を行うので、これらの作業の位置決め精
度を大巾に向上し、超高精密度多層基板を得るこ
とができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｆは従来のセラミツク基板の製法を
示す斜視図、第２図は従来の導体充填工程を示す
断面図、第３図は従来の積層接着工程を示す断面
図、第４図は本発明の実施例に用いるシートの斜
視図、第５図は本発明の実施例による導体充填方
法を示す概略図、第６図は本発明実施例の位置決
め前のシート基準穴の撮像図、第７図は位置決め
が完了したシート基準穴の撮像図、第８図は本発
明実施例の積層接着方法で第１番目のシートをテ
ーブルに搭載した状態を示す斜視図、第９図は第
１番目のシートを積層作業位置へ移動した状態を
示す斜視図、第１０図は２枚のシートの接着を完
了し３番目のシートが位置決め位置にある状態を
示す斜視図である。 １……グリーンシート、５……ビアホール、２
９……位置決めテーブル、３２……スクリーン、
３３……導体ペースト、３５Ａ〜３５Ｄ……撮像
管、３６……モニタテレビ、３７Ａ〜３７Ｄ……
ブラウン管、３９……カーソル線、４１……テー
ブル、４４……ヘツド部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シートが搭載されたテーブルを位置決め位置
   から作業位置まで移動可能とし、位置決め位置で
   はシートの少なくとも２ケ所に設けた基準マーク
   の像をモニタテレビ上に映し出し、このテレビ上
   の所定位置に来るべくテーブルを微調整した後に
   固定し、次いで作業位置まで移動してシートビア
   ホール内への導体充填配線パタン印刷、積層接着
   等の作業を行うことを特徴としたセラミツク基板
   製造方法。